Google zamierza do końca dekady zbudować „użyteczny komputer kwantowy z korekcją błędów”. Gigant technologiczny ma nadzieję, że nowa technologia pomoże rozwiązać szereg poważnych problemów, takich jak walka z głodem i ze zmianami klimatu na świecie. Komputer ma też pomóc w opracowywaniu doskonalszych leków.
Aby dopracować tę technologię, firma Google zaprezentowała nowy kampus kwantowej sztucznej inteligencji w Santa Barbara. Znajduje się tam kwantowe centrum danych, laboratoria badawcze i zakłady produkujące chipy z procesorami kwantowymi. The Wall Street Journal donosi, że gigant zamierza w ciągu najbliższych kilku lat wydać miliardy dolarów na rozwój technologii kwantowej.
Supremacja kwantowa Google
Plany korporacji zostały ogłoszone w trakcie dorocznej konferencji programistów Google I/O. Równo półtora roku wcześniej Google poinformował, że osiągnął supremację kwantową, czyli moment, w którym komputer kwantowy wykonał obliczenia, które byłyby niemożliwe na tradycyjnym, klasycznym komputerze. Gigant wtedy stwierdził, że jego 54-kubitowy procesor Sycamore był w stanie w 200 sekund wykonać obliczenia, które najpotężniejszemu superkomputerowi na świecie zajęłyby 10 000 lat.
Warto jednak dodać, że konkurenci, którzy ścigają się, by zbudować własne komputery kwantowe, podają w wątpliwość postęp, o którym mówi Google. IBM argumentuje, że tradycyjny superkomputer jest w stanie wykonać podobne obliczenia nawet w 2 i pół dnia.
Google uważa, że ta dodatkowa moc obliczeniowa może być przydatna do dokładnej symulacji cząsteczek, a tym samym natury. Może nam to pomóc w projektowaniu lepszych baterii, tworzeniu bardziej efektywnych pod względem emisji nawozów lub opracowywaniu bardziej ukierunkowanych leków. Komputer kwantowy mógłby przeprowadzać bardzo zaawansowane symulacje, zanim firma zainwestuje w budowanie prototypów w świecie rzeczywistym. Korporacja oczekuje również, że obliczenia kwantowe przyniosą duże korzyści dla rozwoju sztucznej inteligencji. O AI pisaliśmy wielokrotnie na naszym blogu, m.in. w tekście „Jaki jest stan sztucznej inteligencji w Polsce w 2021 roku?”
W pełni użyteczny komputer kwantowy – czeka nas długa droga
Pomimo twierdzenia, że osiągnęli kamień milowy w dziedzinie supremacji kwantowej, naukowcy z Google twierdzą, że czeka nas długa droga, zanim takie komputery staną się przydatne. Podczas gdy obecne komputery kwantowe składają się z mniej niż 100 kubitów, Google planuje maszynę zbudowaną z miliona. Dotarcie do tego celu to wieloetapowy proces. Firma twierdzi, że najpierw musi ograniczyć błędy popełniane przez kubity, zanim będzie mogła pomyśleć o połączeniu razem 1000 fizycznych kubitów w jeden logiczny kubit. To osiągnięcie położy podwaliny pod „tranzystor kwantowy”, element konstrukcyjny przyszłych komputerów kwantowych.
Mimo stojących przed firmą wyzwań, Google optymistycznie ocenia swoje szanse. Hartmut Neven, naukowiec kierujący programem Google Quantum AI, powiedział w wywiadzie dla Wall Street Journal, że „jesteśmy w punkcie zwrotnym. Mamy teraz w ręku ważne elementy, które dają nam pewność, że wiemy, jak dojść do celu”. Na końcu drogi gigant technologiczny planuje oferować usługi obliczeń kwantowych w chmurze.
Komputer kwantowy w pigułce
Najważniejszym elementem komputerów kwantowych są kubity lub bity kwantowe. To podstawowe jednostki informacji używane przez komputery kwantowe. W przeciwieństwie do zwykłych bitów, które przechowują dane jako 1 lub 0, kubity wykorzystują zjawisko kwantowe zwane superpozycją. Oznacza to, że zasadniczo istnieją jednocześnie jako 1 i 0.
Zaleta tego w obliczeniach jest taka, że wykładniczo zwiększa ilość informacji, które możemy przetworzyć. Para kubitów, które mogą występować jako jedynki lub zera, może zawierać cztery możliwe stany. Trzy kubity mogą zawierać ich osiem. Ale już trzysta kubitów może zawierać więcej stanów, niż jest atomów we Wszechświecie.
Na naszym blogu wielokrotnie zajmowaliśmy się podobną tematyką, zapraszamy do lektury na przykład tekstu „Polska sieć neuronowa, czyli wykorzystanie światła w obliczeniach sztucznej inteligencji”.
Źródła: Google i The Wall Street Journal